西安夏季碳?xì)馊苣z細(xì)粒子時(shí)間變化特征分析

劉隨心，曹軍驥，趙竹子,，沈振興

（1.中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所 中國(guó)科學(xué)院氣溶膠化學(xué)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710075；2.中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所 黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710075；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)， 北京 100049；4.西安交通大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程系， 西安 710049）

西安夏季碳?xì)馊苣z細(xì)粒子時(shí)間變化特征分析

劉隨心1,2，曹軍驥1,2，趙竹子1,2,3，沈振興1,4

（1.中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所 中國(guó)科學(xué)院氣溶膠化學(xué)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710075；2.中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所 黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710075；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)， 北京 100049；4.西安交通大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程系， 西安 710049）

為了探討西安高分辨率的大氣碳?xì)馊苣z細(xì)粒子的變化特征，在2008年夏季8月4日—7日太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈、高溫晴朗天氣進(jìn)行每2小時(shí)的連續(xù)PM2.5樣品采集，通過(guò)熱光碳分析儀和TOC分析儀分析獲得OC、EC、WSOC濃度變化序列，其日序列顯示出機(jī)動(dòng)車尾氣排放為主導(dǎo)的晝夜變化特征。觀測(cè)期OC/EC比值平均水平為6.41，應(yīng)用EC示蹤法估算出SOC每2小時(shí)平均濃度為11.64 μg·m?3，占OC濃度的63.37%，與WSOC占OC濃度的60.22%相當(dāng)，兩者比值為1.01，說(shuō)明西安夏季高溫和強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射利于光化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生形成二次有機(jī)氣溶膠，而且兩者大部分為同一碳組分。分析SOC與O3以及OC/EC比值序列變化，發(fā)現(xiàn)以O(shè)3濃度和OC/EC比值來(lái)判斷西安大氣二次有機(jī)氣溶膠的存在優(yōu)于單純應(yīng)用OC/EC比值。

OC；EC；WSOC；SOC

當(dāng)前大氣中懸浮的氣溶膠粒子成為城市環(huán)境主要污染物之一，尤其是細(xì)粒子PM2.5（空氣動(dòng)力學(xué)粒徑小于2.5 μm的懸浮顆粒物），它不僅對(duì)人體健康、能見(jiàn)度具有重要危害，而且對(duì)全球和區(qū)域氣候與環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生顯著影響（IPCC，2001；Jacobson，2001；Menon，2004） 。碳?xì)馊苣z是大氣PM2.5的主要組分，早在上世紀(jì)末Chow et al（1993） 和Rogge et al（1993）認(rèn)為在高污染城市碳組分已占PM2.520%～50%；碳?xì)馊苣z一般分為有機(jī)碳（Organic carbon，OC）和無(wú)機(jī)碳（Elemental carbon，EC）。OC包括一次氣溶膠有機(jī)碳（Primary OC，POC）和二次氣溶膠有機(jī)碳（Secondary OC，SOC），二次氣溶膠有機(jī)碳主要是氣態(tài)有機(jī)物經(jīng)光化學(xué)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的。EC來(lái)源于任何含碳物質(zhì)不完全燃燒而排放出來(lái)的無(wú)定型碳質(zhì)，它只存在于一次氣溶膠中（Wolff，1981）。

伴隨中國(guó)近幾十年來(lái)的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和耗能增加，大氣環(huán)境污染已為城市發(fā)展的突出問(wèn)題?？紤]到大氣顆粒物對(duì)于人體健康及能見(jiàn)度危害和區(qū)域及全球環(huán)境的影響，在城市中開(kāi)展大氣碳?xì)馊苣z的觀測(cè)及研究顯得尤為重要。目前一些主要城市已開(kāi)展此方面研究，如He et al（2001）和Duan et al（2005）在北京、Feng et al（2006）在上海、Cao et al（2003，2004）在廣州及珠三角城市區(qū)域（牛彧文等，2006）開(kāi)展了大氣碳?xì)馊苣z研究。在西安，自2002年以來(lái)，Cao et al（2005）對(duì)大氣OC、EC進(jìn)行了持續(xù)而系統(tǒng)的深入觀測(cè)研究，獲得了碳?xì)馊苣z的時(shí)空分布特征和演化規(guī)律，探討了西安大氣碳?xì)馊苣z污染來(lái)源和氣象因子對(duì)其的影響，并率先在國(guó)內(nèi)探索和發(fā)展運(yùn)用估算二次碳?xì)馊苣z的方法。另外，西安是典型的北方城市，顆粒物污染嚴(yán)重，曾被聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署選列為大氣顆粒物污染研究的示范性城市（張小曳等，2001），對(duì)于其碳?xì)馊苣z的各種特征分析更具典型意義。但是西安碳?xì)馊苣z高分辨率的觀測(cè)研究及來(lái)源分析相對(duì)較少，因此基于國(guó)內(nèi)碳?xì)馊苣z研究情況和西安大氣碳?xì)馊苣z已有的研究成果，本文應(yīng)用中流量旋風(fēng)式采樣儀對(duì)西安大氣氣溶膠進(jìn)行高分辨率連續(xù)觀測(cè)，分析碳?xì)馊苣z變化特征和可能的來(lái)源及貢獻(xiàn)。

1 實(shí)驗(yàn)與方法

1.1 采樣地點(diǎn)和時(shí)間

西安（34°16'N，108°54'E）是典型的北方較大城市，人口約800萬(wàn)，地處關(guān)中平原中部，屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年平均降水量約604.2 mm，年平均溫度約13.3℃。采樣點(diǎn)位于城市西南高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)域，PM2.5采樣儀安置在中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所樓頂，采樣頭距離地面10 m。

本文采樣時(shí)間為2008年8月4日10:00—7日10:00，每2小時(shí)采集一個(gè)PM2.5樣品。

1.2 樣品采集和分析

高分辨率碳?xì)馊苣z樣品采集應(yīng)用113 L·min?1流量的旋風(fēng)式采樣儀（Bendix/Sensidyne 240，F(xiàn)lorida，USA），每2小時(shí)采集一個(gè)樣品。PM2.5采集均使用在900℃下預(yù)燒3小時(shí)（去除可能的含碳物質(zhì)）的微纖維石英濾紙（Φ =9 mm，Whatman，England），預(yù)燒過(guò)的空白濾紙?jiān)诓蓸忧昂筒蓸雍蠖急４嬖诖蠹s4℃恒溫柜中，以防濾紙污染和采集后樣品部分物質(zhì)揮發(fā)。 所有樣品的OC/EC分析采用中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所的DRI Model 2001熱光碳分析儀，該儀器采用IMPROVE（Interagency Monitoring of Protected Visual Environments）熱光反射的實(shí)驗(yàn)方法（Cao et al，2003，2004，2005）。

水溶性有機(jī)碳（WSOC）的分析采用先提取再用TOC分析儀（Shimadzu TOC-5000A liquid analyzer）分析的方法（Yang et al，2003）。提取過(guò)程是：從采樣濾膜上截取一定面積的濾膜放置于具塞離心管中，用10 mL移液管加入10 mL去離子水。再放置于恒溫超聲洗滌器中超聲振蕩60 min。并加入冰塊，以防止超聲器內(nèi)水溫增加，避免有機(jī)碳類物質(zhì)的揮發(fā)損失。隨后靜置冰柜24 h，用 0.45 μm的針筒式微孔濾膜過(guò)濾器過(guò)濾掉試管中不溶的、懸浮顆粒，取4 mL溶液用于TOC分析。本次實(shí)驗(yàn)，每十張濾膜做一次重復(fù)樣分析，重復(fù)樣分析偏差均小于5%。

2 結(jié)果與討論

2.1 OC、EC、WSOC濃度水平及時(shí)間序列變化

2008年8月4日8:00—7日10:00每2 h PM2.5碳組分濃度分布范圍和平均水平如表1所示，OC、EC濃度范圍是11.96～32.99 μg·m?3和1.24～15.31 μg·m?3，其平均濃度分別為19.82 μg·m?3和3.80 μg·m?3；從碳組分濃度分布范圍來(lái)看，EC最高和最低值相差達(dá)12.3倍，而OC最低、最高濃度相差僅2.8倍，由此可見(jiàn)，EC比OC的變率大，這可能是兩者來(lái)源的相對(duì)變化存在較大差異。通過(guò)夏季高分辨率碳?xì)馊苣z觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，WSOC濃度平均占到OC 的60.22%，平均濃度為11.55 μg·m?3，說(shuō)明有機(jī)碳大部分是可溶于水的組分。表1晝夜?jié)舛蕊@示，碳?xì)馊苣z各組分濃度在白天高于夜間，根據(jù)Cao et al（2005）、Shen et al（2008）、劉隨心等（2009）對(duì)西安各個(gè)季節(jié)氣溶膠排放源分析，在夏季機(jī)動(dòng)車尾氣排放是碳?xì)馊苣z主導(dǎo)性污染源，而機(jī)動(dòng)車在白天排放遠(yuǎn)高于夜間，因此各個(gè)碳組分濃度在夏季白天高于夜間，并且白天濃度是夜間的1.2倍。對(duì)于水溶性碳而言，雖然WSOC白天濃度高于夜間，但可能由于白天有機(jī)物在大氣中的累積或外來(lái)碳?xì)馊苣z傳輸以及夜間二次碳?xì)馊苣z的形成，使其夜間的百分比反而高于白天。

圖1是加強(qiáng)觀測(cè)期間36個(gè)PM2.5中OC、EC、WSOC和風(fēng)速、風(fēng)向的變化序列，從中可以看出，OC、EC、WSOC呈同步變化，而且每日具有相似變化特征，但是各碳組分濃度從4日開(kāi)始逐漸降低。8月4日—7日，分別對(duì)應(yīng)工作日的星期一至星期四，機(jī)動(dòng)車流量變化相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)比風(fēng)速和風(fēng)向變化發(fā)現(xiàn)，5日8:00以后風(fēng)速逐漸增大，而風(fēng)向逐漸轉(zhuǎn)為東北—東南風(fēng)向，說(shuō)明風(fēng)速的增加增強(qiáng)了大氣擴(kuò)散能力，降低了氣溶膠濃度水平，而東北—東南風(fēng)向可能傳輸較少的污染物到采樣點(diǎn)。從序列分布可以看到，外來(lái)大氣輸入對(duì)采樣點(diǎn)氣溶膠質(zhì)量具有明顯影響，如在5日4:00—6:00前后。圖2為碳?xì)馊苣z組分小時(shí)變化序列，結(jié)合圖1分析發(fā)現(xiàn)，日內(nèi)碳組分濃度呈兩個(gè)峰值分布特征，在早晨8:00前后碳組分濃度達(dá)到最高，形成較高的峰值；在下午18:00前后形成較小的峰值，兩個(gè)峰值所對(duì)應(yīng)的都是交通高峰期，在夜間碳濃度處于較低濃度水平，顯示機(jī)動(dòng)車對(duì)碳?xì)馊苣z的貢獻(xiàn)白天高于夜間。但是WSOC/OC%卻在每日午后和夜間出現(xiàn)明顯的峰值，又說(shuō)明大氣中的有機(jī)碳還存在其他的來(lái)源貢獻(xiàn)。

表1 夏季高分辨率觀測(cè)PM2.5中OC、EC、WSOC濃度水平及WSOC/OC、OC/EC比值，風(fēng)速Table 1 Average of high time-resolved OC, EC, WSOC, WSOC/OC, OC/EC ratios and wind speed in Xi'an during summer

圖1 2008年8月4日至7日西安大氣中高分辨率PM2.5中OC、EC、WSOC濃度、OC/EC比值，水溶性碳占OC百分比及風(fēng)速，風(fēng)向時(shí)間變化序列Fig.1 Time series of high time-resolved OC, EC, WSOC, OC/EC ratios, percentage of WSOC to OC and wind speed, wind direction

圖2 西安碳?xì)馊苣z組分濃度及SOC百分比的日變化Fig.2 Diurnal variations of carbonaceous species, OC/EC ratios and percentage of SOC to OC

2.2 OC、EC、WSOC相關(guān)性及OC/EC比值變化特征

由于EC主要來(lái)源于燃燒過(guò)程，常被用來(lái)作為一次有機(jī)碳的示蹤物Turpin et al（1990），因此應(yīng)用OC與EC之間的關(guān)系和比值，可以區(qū)分碳?xì)馊苣z粒子的來(lái)源和判斷二次氣溶膠的生成。若各碳組分的相關(guān)性好，則表明其來(lái)自相同污染源，利用OC、EC、WSOC的相關(guān)性能在一定程度上對(duì)大氣碳?xì)馊苣z的來(lái)源進(jìn)行定性分析。圖3為碳組分晝夜相關(guān)性分析，在加強(qiáng)采樣期高分率PM2.5觀測(cè)中OC、EC相關(guān)系數(shù)0.87，白天和夜間的相關(guān)系數(shù)分別為0.89和0.77，整個(gè)采樣期和白天PM2.5OC、EC相關(guān)程度相當(dāng)，而且高于夜間。OC、EC相關(guān)系數(shù)變化表明在較長(zhǎng)觀測(cè)期或整個(gè)夏季來(lái)看，OC、EC來(lái)源相對(duì)簡(jiǎn)單，主要反映了機(jī)動(dòng)車尾氣的貢獻(xiàn)；而在較短觀測(cè)尺度上，白天OC、EC來(lái)源相似，受機(jī)動(dòng)車活動(dòng)主導(dǎo)，相關(guān)系數(shù)高，但是夜間相對(duì)較小的相關(guān)系數(shù)則說(shuō)明OC、EC的來(lái)源具有較大差異。夜間具有較低相關(guān)性則是因?yàn)樵谝归g機(jī)動(dòng)車活動(dòng)較少，向大氣排放OC、尤其是來(lái)自機(jī)動(dòng)車尾氣的EC明顯降低，而夏季太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，溫度高利于光化學(xué)反應(yīng)形成二次有機(jī)碳，在當(dāng)天午間或此前形成的二次有機(jī)碳在夜間累積和外來(lái)源有機(jī)物的傳輸，使得OC、EC來(lái)源發(fā)生差異，降低其相關(guān)程度， WSOC百分比水平在夜間的增高也說(shuō)明這一現(xiàn)象。而OC與WSOC的相關(guān)性采樣期和白晝都較好，分別為0.87、0.86和0.87，說(shuō)明在夏季兩者濃度變化受相似的污染源和化學(xué)機(jī)制影響。和OC、EC之間相關(guān)特征一樣，EC與WSOC在整個(gè)采樣期和白天相關(guān)程度高，相關(guān)系數(shù)分別為0.74、 0.77，而夜間明顯降低為0.47，也指示了夜間因機(jī)動(dòng)車活動(dòng)較少，其他來(lái)源的有機(jī)物對(duì)大氣中碳?xì)馊苣z貢獻(xiàn)增加。

通常OC/EC比值超過(guò)2指示大氣中存在二次有機(jī)碳?xì)馊苣z（Chow et al，1996；Cao et al，2004），而本次觀測(cè)所有OC/EC比都超過(guò)該值，平均值達(dá)6.41，變化范圍是2.15～12.30，夜間平均比高于白天（見(jiàn)表1），說(shuō)明SOC在夏季是碳?xì)馊苣z不可忽略的來(lái)源。從圖1可以看出，OC/EC最小、最大比值都出現(xiàn)在夜間，最小值出現(xiàn)在5日西風(fēng)向主導(dǎo)時(shí)段4:00—6:00，OC、EC濃度最高，顯示了外來(lái)源特征，為一次排放源主導(dǎo)；而最大比值所對(duì)應(yīng)EC濃度相對(duì)穩(wěn)定，OC濃度有較明顯升高，而且主導(dǎo)為東風(fēng)向，說(shuō)明遠(yuǎn)源大氣中OC較高或當(dāng)天或此前大氣中累積SOC。結(jié)合圖1和圖2，發(fā)現(xiàn)存在兩種不同OC/EC峰值特征，一種是白天中午14:00左右，OC、EC濃度降低時(shí)，對(duì)應(yīng)強(qiáng)烈太陽(yáng)輻射和大氣溫度利于光化學(xué)反應(yīng)生成二次有機(jī)碳?xì)馊苣z的峰值；另一種為在夜間大氣中累積的一次、二次有機(jī)碳或外來(lái)源傳輸導(dǎo)致OC相對(duì)EC濃度升高形成峰值。

2.3 二次有機(jī)碳?xì)馊苣z（SOC）

相對(duì)于主要來(lái)自一次污染源排放的EC，OC除了一次排放外，有機(jī)氣體經(jīng)過(guò)光化學(xué)過(guò)程也可以形成有機(jī)碳，即二次有機(jī)碳。因目前還沒(méi)有直接的分析方法能夠區(qū)分氣溶膠中的一次和二次有機(jī)物，本文根據(jù) Turpin et al （1990）、Castro et al（1999）所應(yīng)用OC/EC最小比值法來(lái)估算夏季高分辨觀測(cè)大氣中SOC并討論其變化特征，其計(jì)算方法如下：

公式（1）中，OCsec是指估算的SOC濃度，而EC×(OC/EC)min則表示估算的一次有機(jī)碳，即POC；OCtot代表測(cè)量有機(jī)碳；(OC/EC)min表示觀測(cè)到的最小OC/EC比值。

圖3 碳?xì)馊苣z組分白天和夜間相關(guān)性Fig.3 Relationships between carbonaceous species in daytime and nighttime

觀測(cè)期內(nèi)(OC/EC)min為 2.15，出現(xiàn)在8月5日4:00，盡管在西風(fēng)向下可能帶入外來(lái)源傳輸?shù)讲蓸狱c(diǎn)增加OC、EC的濃度水平，但是選擇該值估算SOC和前人選擇OC/EC＞2作為SOC生成的判斷相一致，如Chow et al（1993，1996）和Cao et al（2004）夏天在珠三角的研究；另外因?yàn)橄募疚靼惨詸C(jī)動(dòng)車排放為主導(dǎo)，該比值接近機(jī)動(dòng)車排放源OC/EC比值1.1（Chow et al，1996）。表2為通過(guò)最小值方法計(jì)算的SOC、POC濃度、百分比水平和平均的O3濃度，溫度；圖4是對(duì)應(yīng)的濃度水平、百分比等的變化序列對(duì)比。高分辨率觀測(cè)估算結(jié)果表明，SOC濃度在0～18.35 μg·m?3，平均濃度是11.64 μg·m?3，占OC最高達(dá)82.49%，平均百分比為63.37%；對(duì)應(yīng)的POC濃度在2.67～32.92 μg·m?3，平均濃度8.18 μg·m?3，小于SOC水平，可見(jiàn)在西安SOC夏季對(duì)OC貢獻(xiàn)顯著。與已有的SOC研究相比，西安SOC濃度水平和百分比較高，如Cao et al（2004，2007）估算夏季中國(guó)北方城市（其中包括西安）、珠三角區(qū)域夏季城市平均SOC及其百分比分別為6.4 μg·m?3，40%；6.8 μg·m?3，42.6%；牛彧文等（2006）在深圳夏季獲得的SOC及百分比分別為4.0 μg·m?3、56%。在西安白天SOC濃度水平稍高于夜間，因?yàn)樵诎滋?，太?yáng)輻射強(qiáng)烈、溫度高，易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，利于SOC形成，增加大氣OC濃度；而夜間因?yàn)榕欧旁礈p少，雖然有外來(lái)源傳輸和白天SOC在大氣中的累積，但是相對(duì)于白天機(jī)動(dòng)車排放相對(duì)較小。而SOC占OC百分比是夜間高于白天，由于夜間機(jī)動(dòng)車活動(dòng)減少，EC濃度也減少，相對(duì)增加了SOC濃度，這一變化與OC/EC比值晝夜間差異一致，與WSOC相比，SOC與其濃度在白天夜間分布一致，占OC百分比的晝夜變化相同。

圖4 夏季高分辨碳組分濃度及SOC、WSOC百分比、OC/EC比值、O3和溫度序列對(duì)比Fig.4 Concentrations of OC, EC, SOC, POC, WSOC, OC/EC ratios, percentage of SOC, WSOC to OC, and O3, temperature in summer

Saxena and Hildemann（1996）以及Huang et al（2006）研究發(fā)現(xiàn)SOC基本溶于水，而水溶性有機(jī)碳大部分為二次有機(jī)物，本研究WSOC/SOC比值在晝夜都接近1，說(shuō)明西安在夏季SOC基本都溶于水。通常O3可以作為光化學(xué)反應(yīng)和SOC形成的標(biāo)志（Cabada et al，2004），當(dāng)O3濃度升高相應(yīng)地OC/EC比值也隨之增大。本次高分辨率大氣碳?xì)馊苣z觀測(cè)在夏季晴朗天氣狀況開(kāi)展，當(dāng)溫度最高時(shí)，O3濃度達(dá)到最大。但在采樣期因溫度高，太陽(yáng)輻射活動(dòng)強(qiáng)烈，早晨上班高峰期機(jī)動(dòng)車增加大氣中有機(jī)揮發(fā)性氣體濃度水平，光化學(xué)反應(yīng)在日出后已經(jīng)進(jìn)行，因此從圖4可以看出，SOC峰值相對(duì)超前于O3峰值；而O3在午間達(dá)到峰值時(shí)，OC/EC比值相應(yīng)出現(xiàn)峰值，說(shuō)明中午光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈，因此在西安，SOC的形成用O3和OC/EC作為其判斷標(biāo)準(zhǔn)。

表2 應(yīng)用OC/EC最小值估算夏季高分辨率估算PM2.5中SOC、POC濃度水平、SOC 、POC占OC百分比、WSOC/SOC比值， 及O3、溫度Table 2 Average of high time-resolved SOC、POC、SOC/OC 、POC/OC%、WSOC/OC %、WSOC/SOC, O3and temperature in Xi'an during summer

3 結(jié)論

通過(guò)西安2008年8月4日—7日開(kāi)展的高分辨率大氣碳?xì)馊苣z觀測(cè)，分析獲得以下結(jié)論：

（1）高分辨率碳?xì)馊苣z觀測(cè)組分OC、EC、WSOC濃度變化清晰地反映了以機(jī)動(dòng)車排放為主導(dǎo)的大氣污染特征，同時(shí)高分辨率的濃度變化顯示了外來(lái)排放源和氣象影響。在機(jī)動(dòng)車活動(dòng)高峰期，各組分濃度出現(xiàn)明顯峰值；而白晝機(jī)動(dòng)車多少和氣象差異使得各個(gè)碳組分濃度夜間低于白天。

（2）觀測(cè)期OC、EC、WSOC每2小時(shí)濃度變化基本一致，相關(guān)程度較高，具有相似的排放來(lái)源，其中WSOC占到OC濃度的60.22%，說(shuō)明夏季大部分OC為可溶性。

（3）每2小時(shí)的OC/EC比值都高于2，根據(jù)已有研究，說(shuō)明西安夏季光化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈；應(yīng)用EC示蹤法獲得觀測(cè)期每2小時(shí)SOC平均濃度為11.64 μg·m?3，SOC占OC濃度平均為63.37%，指示西安夏季二次有機(jī)物污染突出，并且在夜間二次有機(jī)污染也非常嚴(yán)重。WSOC、SOC占OC百分比近似，兩者比值約為1，說(shuō)明西安SOC基本溶于水或WSOC基本是二次有機(jī)物。

（4）O3和OC/EC比值相結(jié)合能夠作為SOC形成的指標(biāo)。

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Temporal variations of carbonaceous aerosols in PM2.5during summer in Xi'an, China

LIU Sui-xin1,2, CAO Jun-ji1,2, ZHAO Zhu-zi1,2,3, SHEN Zhen-xing1,4
(1. Key Lab of Aerosol Chemistry & Physics, Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi'an 710075, China; 2. State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology, Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi'an 710075, China; 3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 4. Department of Environmental Science and Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China)

2-hr time-resolved carbonaceous particulate organic (OC), elemental carbon (EC) and watersoluble organics (WSOC) data measured by thermal/optical carbon and TOC analyzer in Xi'an during sunny days from 4 to 7 Aug 2008 in summer were investigated the temporal patterns of carbonaceous aerosols in PM2.5, the result suggests that the motor vehicle source is dominant sources for the variation of carbonaceous aerosols in day-night variation. Mean 2-hr average OC/EC ration is 6.41, the secondary organic carbon (SOC) was estimated using an EC tracer method and the average concentration is 11.64 μg·m?3, SOC contributions 63.37% of measured OC approximating that of WSOC, and the WSOC/SOC equaled to 1.01, it indicates that the high temperature and solar radiation are favorable case to SOC formed by photochemical reactions. In this study, ozone and OC/EC ratios were used as the indicator of photochemical activity to identify SOC production in Xi'an during summer.

OC; EC; WSOC; SOC

P402

：A

：1674-9901(2014)05-0311-08

10.7515/JEE201405002

2014-08-14

陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程項(xiàng)目（2012KTZB03-01，2011KTCQ03-04）

曹軍驥，E-mail: cao@loess.llqg.ac.cn